天津高中生物复习 细胞的分化衰老和凋亡 课件 新人教版必修1

第二节第二节 细胞分化、衰老和凋细胞分化、衰老和凋亡亡第5章 细胞增殖、分化、衰老和凋亡 细胞分化 细胞分化的概念细胞分化的概念 细胞分化特征、意义和本质细胞分化特征、意义和本质 细胞分化在科技实践中的应用细胞分化在科技实践中的应用一、细胞分化的概念一、细胞分化的概念细胞分化细胞分化是在个体发育中，由一个或一种细胞增是在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。稳定性差异的过程。组织、器组织、器官、系统官、系统个体个体1.肌细胞、神经细胞、口腔上皮细胞等细胞的来源怎样？肌细胞、神经细胞、口腔上皮细胞等细胞的来源怎样？2.这些细胞有什么不同之处？这些细胞有什么不同之处？ 2. 2.黑色素细胞在体外培养黑色素细胞在体外培养3030多代后仍能合成黑色多代后仍能合成黑色素；离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而素；离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而不会变成其他类型的细胞。不会变成其他类型的细胞。 3. 3.造血干细胞造血干细胞 原红细胞原红细胞 早幼红细胞早幼红细胞 中幼红细胞中幼红细胞 晚幼红细胞晚幼红细胞 成熟红细胞成熟红细胞 死亡死亡二、下二、下列事实分别说明了细胞分化的哪一特征列事实分别说明了细胞分化的哪一特征1.1.细胞分化发生在整个生命进程中。细胞分化发生在整个生命进程中。 细胞分化对个体发育有什么意义？细胞分化对个体发育有什么意义？细胞分化是不是人类所特有的呢？细胞细胞分化是不是人类所特有的呢？细胞分化的结果是什么？分化的结果是什么？讨论讨论细胞分化是个体发育的基础；是生物界中细胞分化是个体发育的基础；是生物界中普遍存在的生命现象；细胞分化使多细胞普遍存在的生命现象；细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。各种生理功能的效率。三、三、 细胞分化的意细胞分化的意义义细胞分裂细胞分裂细胞分化细胞分化不不同同点点细胞细胞数量数量形态形态结构结构功能功能相相同同点点联联系系增加增加相同相同不变不变差异差异遗传信息都不变遗传信息都不变共同完成生物个体发育过程共同完成生物个体发育过程问：就一个个体来说，各种细胞具有相同的遗传信息，问：就一个个体来说，各种细胞具有相同的遗传信息，为什么形态、结构和功能却有很大的差异呢？为什么形态、结构和功能却有很大的差异呢？资料：资料：在红细胞中，与血红蛋白合成有关的基因处于活动在红细胞中，与血红蛋白合成有关的基因处于活动状态，与肌动蛋白（肌细胞中的一种蛋白质）合成有关的状态，与肌动蛋白（肌细胞中的一种蛋白质）合成有关的基因则处于关闭状态；在肌细胞中则相反。基因则处于关闭状态；在肌细胞中则相反。分析：分析：1.1.红细胞和肌细胞等体细胞的遗传信息相同吗？红细胞和肌细胞等体细胞的遗传信息相同吗？2.2.红细胞红细胞血红蛋白基因开启血红蛋白基因开启合成血红蛋白合成血红蛋白肌细胞肌细胞肌动蛋白基因开启肌动蛋白基因开启合成肌动蛋白合成肌动蛋白结论：结论：细胞分化是不同细胞中遗传信息的执行细胞分化是不同细胞中遗传信息的执行情况不同导致情况不同导致 （基因的选择性表达）。（基因的选择性表达）。相同。相同。1.1.植物组织培养的过程植物组织培养的过程韧皮部细胞韧皮部细胞植物激素、无机盐和糖类等植物激素、无机盐和糖类等细胞团细胞团胚状体胚状体有根、茎、叶有根、茎、叶的试管苗的试管苗问题问题脱分化脱分化再分化再分化由胡萝卜的韧皮部细胞培养成完整的胡萝卜植株由胡萝卜的韧皮部细胞培养成完整的胡萝卜植株体现出植物细胞的什么特性？体现出植物细胞的什么特性？高度分化的植物细胞有发育成完整个体的高度分化的植物细胞有发育成完整个体的潜能。潜能。1.1.细胞分化具有稳定性、不可逆性，是不是细胞一旦分化就不再具有细胞分化具有稳定性、不可逆性，是不是细胞一旦分化就不再具有分裂分化能力了呢？分裂分化能力了呢？2.2.能否让这些高度分化的细胞再具有分裂分化能力呢？能否让这些高度分化的细胞再具有分裂分化能力呢？多莉是怎么诞多莉是怎么诞生的？生的？思考思考这个试验说明了已经分化的细胞核具这个试验说明了已经分化的细胞核具有什么特性？有什么特性？高度分化的动物体细胞的细胞高度分化的动物体细胞的细胞核有发育成完整个体的潜能核有发育成完整个体的潜能2.克隆羊的诞生已经分化的细胞，仍然具有发育成已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。完整个体的潜能。细胞全能性细胞全能性 植物组织培养技术植物组织培养技术 克隆个体的产生克隆个体的产生思考思考为什么已经分化的细胞具有全能性呢？为什么已经分化的细胞具有全能性呢？高度分化的细胞含有保持物种发育所需要的全套基因高度分化的细胞含有保持物种发育所需要的全套基因细胞衰老 细胞衰老的特征细胞衰老的特征 决定衰老的因素决定衰老的因素 细胞衰老的假说细胞衰老的假说 细胞衰老的特征细胞衰老的特征l 形态特征：细胞核膨大，核膜皱缩，染形态特征：细胞核膨大，核膜皱缩，染色质固缩，线粒体变大且数目减少；色质固缩，线粒体变大且数目减少；l 功能特征：酶活性降低，代谢速度减慢，功能特征：酶活性降低，代谢速度减慢，增值能力减退；细胞膜通透性改变，物增值能力减退；细胞膜通透性改变，物质运输功能降低；质运输功能降低； 决定衰老的因素决定衰老的因素 自由基学说 自由基是一类瞬时形成的含不成对电子的原子或功能基团，普遍存在自由基是一类瞬时形成的含不成对电子的原子或功能基团，普遍存在于生物系统。主要包括：氧自由基（如羟自由基于生物系统。主要包括：氧自由基（如羟自由基OH）、氢自由基）、氢自由基（H）等，其中）等，其中OH的化学性质最活泼。的化学性质最活泼。 遗传学学说 认为衰老是遗传决定的自然演进过程，一切细胞均有内在的预定程序决定其寿命。生物的生长、发育、衰老和死亡都由基因程序控制的，衰老实际上是某些基因依次开启或关闭的结果。细胞凋亡 定义定义 与死亡的区别与死亡的区别 意义意义定义定义 是一个由基因决定的是一个由基因决定的细胞程序细胞程序化化或或自行主动自行主动的结束生命的过程。的结束生命的过程。n细胞凋亡的生理意义细胞凋亡的生理意义 确保正常发育、生长 维持内环境稳定 发挥积极的防御功能 所以细胞凋亡是正常的生理过程，但是凋亡过多或过少都可引起疾病发生。因此，近年来对于细胞凋亡的研究，已成为医学界的关注热点。 凋亡时细胞的形态学改变凋亡时细胞的形态学改变空泡化固缩出芽边集凋亡小体 细胞凋亡的形态学特征：细胞凋亡的生化改变细胞凋亡的生化改变 DNA的片段化断裂典型凋亡细胞DNA琼脂糖凝胶电泳（呈现梯状条带）凋亡凋亡坏死坏死细胞与周围细胞脱细胞与周围细胞脱离；染色质浓缩并离；染色质浓缩并凝集在细胞核的周凝集在细胞核的周边；细胞质也发生边；细胞质也发生浓缩。浓缩。染色质不规则地浓染色质不规则地浓缩；线粒体、细胞缩；线粒体、细胞核、内质网肿胀。核、内质网肿胀。细胞核裂解，细胞细胞核裂解，细胞膜内陷，将细胞分膜内陷，将细胞分割成多个有膜包裹割成多个有膜包裹的凋亡小体。的凋亡小体。临近的细胞或专门的巨临近的细胞或专门的巨噬细胞将凋亡小体吞噬噬细胞将凋亡小体吞噬吞噬吞噬凋亡小体凋亡小体巨噬细胞巨噬细胞细胞膜破坏，细胞膜破坏，胞浆外溢。胞浆外溢。解体后释放解体后释放细胞内物质细胞内物质引起炎症引起炎症 与细胞坏死的区别与细胞坏死的区别细胞坏死细胞坏死细胞坏死时，细胞内的物质释放到胞外，对周围细胞坏死时，细胞内的物质释放到胞外，对周围细胞产生伤害，引起炎症。细胞产生伤害，引起炎症。是由于极端的物理、化学因素或严重的病理性是由于极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激引起的细胞损伤和坏死。刺激引起的细胞损伤和坏死。n细胞凋亡与坏死的区别细胞凋亡与坏死的区别坏死 凋亡1.性质2.诱导因素强烈刺激，随机发生较弱刺激，非随机发生3.生化特点4.形态变化5.DNA电泳6.炎症反应7.凋亡小体8.基因调控被动过程，无新蛋白合成，不耗能 主动过程，有新蛋白合成，耗能细胞结构全面溶解、破坏、细胞肿胀 胞膜及细胞器相对完整细胞皱缩，核固缩弥散性降解，电泳呈均一DNA片状 DNA片段化（180-200bp），电泳呈“梯”状条带溶酶体破裂，局部炎症反应溶酶体相对完整，局部无炎症反应有病理性，非特异性生理性或病理性，特异性无有无